二叉树的递归遍历(JS实现)

相关概念

「树的遍历」 指按照一定规则不重复地访问树中所有节点的过程。
「访问」指针对节点的操作,如打印节点的值,更新节点的值等。

本文讨论二叉树的遍历,对节点的访问通过打印节点的值体现出来。
从二叉树的根节点出发,遍历可分为三个环节:

  • 访问节点(打印节点的值)
  • 遍历节点的左子树
  • 遍历节点的右子树

不同环节执行的先后顺序产生了不同的遍历方式。

「前序遍历」指先访问节点,再遍历节点的左子树,最后遍历节点的右子树,按照这种规则不重复地访问树中所有节点的过程。
「中序遍历」指先遍历节点的左子树,再访问节点,最后遍历节点的右子树,按照这种规则不重复地访问树中所有节点的过程。
「后序遍历」指先遍历节点的左子树,再遍历节点的右子树,最后访问节点,按照这种规则不重复地访问树中所有节点的过程。

前序遍历

图1 前序遍历

图1展现了前序遍历的整个过程,图中树的结构用代码表示如下

function Node(value) {
  this.value = value
  this.left = null
  this.right = null
}

root {
  value: 'A',
  left: {
      value: 'B',
      left: {
          value: 'D',
          left: {
              value: 'H',
              left: null,
              right: null
          },
          right: {
              value: 'I',
              left: null,
              right: null
          }
      },
      right: {
          value: 'E',
          left: null,
          right: null
      }
  },
  right: {
      value: 'C',
      left: {
          value: 'F',
          left: null,
          right: null
      },
      right: {
          value: 'G',
          left: null,
          right: null
      }
  }
}

我们要设计一个函数,用于遍历二叉树,传入的参数是二叉树的根节点,函数会先访问节点(打印节点的值),再遍历节点的左子树,最后遍历节点的右子树
上述代码翻译成代码片段就是

/**
 * 函数的作用是遍历二叉树
 * 传入的参数是表示二叉树的根节点
 * @param {any} root 
 */
function preOrderTraverse(root){
  console.log(root.value) // 访问节点(打印节点的值)
  ... // 遍历节点的左子树
  ... // 遍历节点的右子树
}

... 处应该是遍历节点的左,右子二叉树的代码。遍历二叉树不正是这个函数的作用吗?故想到了递归

function preOrderTraverse(root){
  console.log(root.value) // 访问节点(打印节点的值)
  preOrderTraverse(root.left) // 遍历节点的左子树
  preOrderTraverse(root.right) // 遍历节点的右子树
}

添加递归的终止条件,即访问到叶节点就停止调用函数

const preOrderTraverse = root => {
  console.log(root.value) // 访问节点(打印节点的值)
  root.left && preOrderTraverse(root.left) // 若节点的左子树存在,则遍历节点的左子树
  root.right && preOrderTraverse(root.right) // 若节点的右子树存在,则遍历节点的右子树
}
preOrderTraverse(root)
// A B D H I E C F G

举一反三

中序遍历

const inOrderTraverse = root => {
  root.left && inOrderTraverse(root.left) // 若节点的左子树存在,则遍历节点的左子树
  console.log(root.value) // 访问节点(打印节点的值)
  root.right && inOrderTraverse(root.right) // 若节点的右子树存在,则遍历节点的右子树
}
inOrderTraverse(root)
// H D I B E A F C G

后序遍历

const postOrderTraverse = root => {
  root.left && postOrderTraverse(root.left) // 若节点的左子树存在,则遍历节点的左子树
  root.right && postOrderTraverse(root.right) // 若节点的右子树存在,则遍历节点的右子树
  console.log(root.value) // 访问节点(打印节点的值)
}
postOrderTraverse(root)
// H I D E B F G C A

非递归遍历

随着被调用次数的增加,递归函数会线性地增加栈空间的使用。
至于二叉树的非递归遍历,且听下回分解。

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